Accueil Internet & Communications Google débugge l’ordinateur quantique

Google débugge l’ordinateur quantique

par Etienne Henri
ibm google ordinateur quantique

[Cet été, IBM et Google ont frappé fort avec l’annonce de progrès fracassants dans le domaine de l’informatique quantique. Le premier muscle son offre hardware tandis que le second débugge les erreurs de calculs. Tous deux confortent ainsi le rôle de meneur des Etats-Unis dans la course à la suprématie quantique…]

Cet été, IBM et Google ont frappé fort avec l’annonce de progrès fracassants

L’ordinateur quantique est le rêve des physiciens et des mathématiciens depuis que son concept a été imaginé au début des années 1980. En théorie, un tel appareil permettrait de résoudre en un temps record des problèmes que l’informatique algorithmique mettrait un temps quasi-infini à traiter – et qui sont donc, en pratique, considérés comme insolubles.

Cassage de cryptographie, simulation de scénarios chaotiques – comme la météorologie ou les marchés financiers –, développement de nouvelles molécules thérapeutiques : ses applications dans la vie réelle ne manquent pas.

L’arrivée des premiers ordinateurs quantiques dignes de ce nom est donc attendue de pied ferme. A petits pas, les chercheurs progressent dans la stabilité des processeurs quantiques et font évoluer, main dans la main, le savoir-faire industriel et les connaissances théoriques.

Cet été, IBM et Google ont frappé fort avec l’annonce de progrès fracassants. Ils confortent ainsi le rôle de meneur des Etats-Unis dans la course à la suprématie quantique.

IBM dope son offre hardware 

Avec l’IBM Quantum System One, Big Blue va tenter de reproduire son tour de force des années 1980. Après avoir joué un rôle irremplaçable dans la démocratisation de l’informatique individuelle, IBM a pour ambition de faire naître le premier ordinateur quantique « universel » à destination des industriels et des universités.

Dès 2016, IBM a marqué les esprits en offrant l’accès à ses ordinateurs quantiques par le cloud. La firme rendait alors, pour la première fois, l’informatique quantique accessible aux chercheurs sans nécessiter d’investissements préalables. Cet été, IBM passe à l’étape suivante avec un nouveau système pouvant être installé sur site.

Le moins que l’on puisse dire est que sa nouvelle machine est aussi impressionnante visuellement qu’elle l’est techniquement. Du fait de la fragilité des qubits, qui perdent leurs propriétés quantiques s’ils sont soumis à des vibrations, des chocs ou si leur température n’est pas parfaitement régulée, le Quantum System One ressemble plus à un OVNI qu’à un serveur informatique.

Une fois installé, il prend la forme d’un cube de borosilicate de 2,74 de côté qui protège une double paroi aluminium/acier qui recèle un cryostat chargé de maintenir les qubits à une température proche du zéro absolu (-273,15 °C). L’ensemble permet aux clients d’avoir, à demeure, un système pleinement fonctionnel et autonome doté d’une capacité de 20 qubits.

IBM Quantum System One

L’IBM Quantum System One trônant au milieu de son atmosphère contrôlée
Photo : IBM

En plus d’avoir conçu cet ordinateur hors du commun, IBM a également innové dans les offres annexes. Dans la lignée de son positionnement de société de services informatique autant que de vendeur de matériel, IBM a étoffé son offre immatérielle autour du cloud quantique et du partage de connaissance entre chercheurs et ingénieurs du monde entier. L’objectif affiché par le constructeur est de faire naître une collaboration internationale entre les futurs clients du Quantum System One.

Améliorer l’accessibilité du matériel est un premier pas vers la démocratisation de l’informatique quantique. Ceci fait, tout restera à faire au niveau logiciel. Dans ce domaine, ce sont les chercheurs de Google qui sont à la pointe du progrès…

Quand Google débugge les ordinateurs quantiques

Malgré tout le soin apporté au matériel et les efforts faits pour que les qubits soient isolés du reste du monde – ce qui est nécessaire pour qu’ils conservent leurs propriétés –, les « puces » quantiques restent sujettes aux erreurs.

Jusqu’à récemment, les chercheurs ne disposaient pas de moyens efficaces (et économiquement acceptable) de fiabiliser les calculs quantiques. En d’autres termes, les simulations quantiques étaient fréquemment fausses du fait de conditions environnementales loin de la perfection théorique… sans que les informaticiens ne soient au courant de ces erreurs.

Les équipes de Google ont publié dans le très prestigieux journal Nature une méthode permettant d’identifier les calculs erronés sans faire sortir les qubits de leur fameux état quantique. Pour y parvenir, ils ont multiplié le nombre de qubits travaillant en parallèle. Pour un qubit logique (utilisé dans le calcul quantique), entre 5 et 21 qubits physiques ont été installés. A l’aide d’un simple traitement statistique et grâce aux propriétés de l’intrication quantique, ils ont pu détecter de façon très précise l’arrivée d’erreurs dans le calcul quantique.

Chaque qubit vaut de l’or

La prouesse est de taille, mais elle pose autant de questions qu’elle apporte de réponses. Si multiplier par 5 ou 10 la taille du système permet de mesurer les erreurs, les corriger est une autre affaire. Selon les équipes d’IBM, qui se sont fait un plaisir de trouver les failles de la méthode imaginée par Google, il faudrait, selon eux, multiplier par 1 000 à 1 000 000 le nombre de qubits pour corriger efficacement les erreurs lorsqu’elles surviennent dans les qubits logiques utilisés pour les calculs.

Or, chaque qubit vaut de l’or. Les plus gros ordinateurs quantiques atteignent difficilement les quelques dizaines de qubits : 53 dans les plus grosses machines d’IBM, 54 chez Google, 66 à l’USTC (University of Science and Technology of China). Seul l’américain D-Wave fait mine d’écraser la concurrence avec ses machines dotées de milliers de qubits – mais chacun d’entre eux n’est connecté qu’à une poignée de ses voisins.

ordinateur quantique Google

L’ordinateur quantique de Google ne travaille « que » sur 54 qubits :
la correction d’erreurs en temps réel n’est pas encore pour demain
Photo : Google Labs

La méthode d’ultra-redondance imaginée par Google risque de ne pas pouvoir être déclinée, en pratique, dans les ordinateurs quantiques sous peine de voir leurs coûts s’envoler et leur capacité de calcul s’effondrer. Elle a toutefois le mérite de défricher un terrain qui restait jusqu’ici presque vierge : celui de la fiabilité des résultats fournis par ces machines à qui il faudra, un jour ou l’autre, faire confiance.

Soyez le premier informé des dernières Opportunités Technos directement dans votre boîte mail

Articles similaires

2 commentaires

Emmanuel 30 septembre 2021 - 16 h 37 min

Passionnant

Reply
GUERIN 3 octobre 2021 - 0 h 55 min

L’ordinateur quantique détient les clés de l’avenir.
L’augmentation exponentielle de sa puissance de calcul en fonction du nombre de qbits lui confère une singularité qui ouvre la voie à la naissance de la conscience artificielle.
Celle-ci sera capable d’appréhender le monde d’une façon globale et non pas seulement dualiste, comme c’est le cas pour l’esprit humain.
L’univers a une finalité qui passe par l’artificiel.
Nous sommes là pour apporter notre contribution.
Toute ma considération pour ceux qui y participent.

Reply

Laissez un commentaire